ASTM A269 rõhureiting: kuidas arvutada roostevaba torude töörõhku

Miks pole ASTM A269 torudel fikseeritud rõhumäära?

ASTM A269 on standardne spetsifikatsioon õmblusteta ja keevitatud austeniitsetest roostevabast terasest torudele üldiseks korrosioonikindlaks ja madala või kõrge temperatuuriga töötamiseks. Spetsifikatsioon reguleerib mõõtmeid, keemiat, mehaanilisi omadusi, pinnaviimistlust ja katsetamist, kuid see ei avalda teadlikult rõhu reitingut. Survevõime on disaini tulemus, mitte standardi kataloogiomadus.

See on sagedane segaduse allikas ostjatele, kes ootavad ühte numbrit. Antud toru töörõhk sõltub viiest koos töötavast muutujast:

Välisläbimõõt ja seina paksus, mis määravad kandeosa.

Materjali klass, kuna TP304, TP304L, TP316 ja TP316L kannavad erinevaid lubatud pingeväärtusi.

Arvestustemperatuur, kuna lubatud pinge langeb temperatuuri tõustes.

Toru konstruktsioon, õmblusteta või keevitatud, ja keevisliidete kvaliteeditegur.

Seina paksuse tolerants, kuna veski tolerants vähendab rõhu piiramiseks saadaolevat minimaalset seina.

Kuidas rõhureitingut arvutatakse

Tööstuslike protsesside ja mõõteriistade torude puhul on aktsepteeritud marsruut siserõhu all oleva sirge toru projekteerimisvõrrand, mis on võetud protsessi torustiku koodiraamistikust. Ümber paigutatuna rõhu, mitte paksuse järgi, on see järgmine:

P = 2 x S x E x t / (D - 2 x Y x t)

kus P on sisemine arvutuslik rõhk, S on lubatud pinge arvutuslikul temperatuuril, E on keevisliidete kvaliteeditegur, t on seina nimipaksus, D on välisläbimõõt ja Y on koefitsient, mis arvestab materjali käitumist temperatuuril ning on 0,4 austeniitse roostevaba terase puhul, mis on alla roomevahemiku.

Praktikas on olulised kaks konventsiooni. Esiteks tuleb S lugeda reguleeriva koodi lubatud pinge tabelist tegelikul projekteerimistemperatuuril, mitte kunagi ümbritseval temperatuuril. Teiseks tuleks arvutamisel kasutada minimaalset seinapaksust, mida lubab kohaldatav hälve, mitte nimiväärtust, kui tulemuseks on pigem garanteeritud kui nimiväärtus.

Arvutatud töörõhk tavaliste A269 torusuuruste jaoks

Allolev tabel rakendab ülaltoodud võrrandit laialdaselt varutud A269 suuruste puhul, kasutades roostevabast terasest lubatud pingeväärtusi, mis kehtivad temperatuuril 38 °C (100 °F), ja käsitledes toru õmblusteta, nii et liite kvaliteeditegur on 1,00. Väärtused on ümardatud ja on pigem illustreerivad disainitulemused kui spetsifikatsioonipiirangud.

Toru suurus (OD x sein)	Seina paksus	Arvutatud töörõhk	Tüüpiline teenindus
6,35 mm x 0,89 mm (1/4 tolli x 0,035 tolli)	0.035 in	Umbes 6300 psi	Instrumentide ja laboriliinid
6,35 mm x 1,24 mm (1/4 tolli x 0,049 tolli)	0.049 in	Umbes 9300 psi	Kõrgsurve proovivõtusüsteemid
9,53 mm x 0,89 mm (3/8 tolli x 0,035 tolli)	0.035 in	Umbes 4000 psi	Väikese puurauguga protsessiliinid
9,53 mm x 1,65 mm (3/8 tolli x 0,065 tolli)	0.065 in	Umbes 8000 psi	Hüdraulika- ja analüüsitorud
12,70 mm x 1,24 mm (1/2 tolli x 0,049 tolli)	0.049 in	Umbes 4250 psi	Üldprotsessi torud
12,70 mm x 1,65 mm (1/2 tolli x 0,065 tolli)	0.065 in	Umbes 5800 psi	Keskmise rõhu ülekandeliinid
19,05 mm x 1,24 mm (3/4 tolli x 0,049 tolli)	0.049 in	Umbes 2760 psi	Kommunaal- ja jahutusvedeliku trassid
25,40 mm x 1,65 mm (1 toll x 0,065 tolli)	0.065 in	Umbes 2740 psi	Kollektori ja päise torud

Pange tähele trendi suunda. Välisläbimõõdu suurendamine konstantse seinapaksuse juures vähendab survevõimet, kuna rõngaspinge mõjub suuremale läbimõõdule. Seina paksuse suurenemine konstantse välisläbimõõduga suurendab seda. Seina paksuse kahekordistamine ei kahekordista reitingut, sest siseläbimõõt kahaneb samal ajal.

Austeniitse roostevaba terase temperatuuri alandamine

Austeniitse roostevaba terase lubatud pinge väheneb temperatuuri tõustes, seega tuleb kuumaks kasutamiseks välistingimustes kehtestatud reitingut vähendada. Allpool olevad kordajad on ligikaudsed parandustegurid, mida rakendatakse ümbritseva õhu hinnangule, väljendatuna väärtuse suhtes 38 °C juures.

Disain temperatuur	Ligikaudne parandustegur
38 kraadi C (100 kraadi F)	1.00
93 kraadi C (200 kraadi F)	0.96
204 kraadi C (400 kraadi F)	0.85
316 kraadi C (600 kraadi F)	0.76
427 kraadi C (800 kraadi F)	0.69

Töötatud näide: 12,70 mm x 1,24 mm (1/2 tolli x 0,049 tolli) TP316L toru, mille arvestuslik nimirõhk on ligikaudu 4250 psi temperatuuril 38 °C, langeb ligikaudu 4250 x 0,76-ni, umbes 3230 psi, mis on võetud alati 316 psi juures lubatud koormusväärtustest. reguleerivast koodist, mitte sellest lähendusest.

Õmblusteta versus keevitatud toru ja keevisliidetegur

Seina paksus ei ole ainus hoob. Keevitatud toru, mis ei ole täielikult radiograafitud või muul viisil kvalifitseeritud, kannab ühenduse kvaliteeditegurit alla ühtsuse, mis vähendab arvutatud rõhku otseselt proportsionaalselt. Õmbluseta toru koefitsient on 1,00 ja keevitatud toru võib samuti läheneda ühtsusele, kui keevisõmblus on tehtud heakskiidetud protseduuri kohaselt ja seda kontrollitakse kehtiva mittepurustava kontrolliga.

Praktiline tagajärg on lihtne: sama välisläbimõõdu ja seina paksuse korral toetab õmblusteta toru alati suuremat rõhku kui sama suurusega kvalifitseerimata keevistoru.

ASTM A269 nõuab ka hüdrostaatilist või mittepurustavat elektrilist testimist ning mõlemad on rõhuga seotud. Hüdrostaatiline katserõhk kinnitab, et partii talub kindlaksmääratud surverõhku, samal ajal kui pöörisvoolu- või ultrahelitestimisel tuvastatakse seinadefekte, mis võivad ühe proovikatse puhul puududa. Katse läbinud toru ei ole automaatselt hinnatud süsteemi projektrõhu jaoks; projekteerimisarvutuse eest vastutab insener.

KKK

K: Mis on ASTM A269 torude surveaste?
ASTM A269 ei määra fikseeritud rõhumäära. Hinnang arvutatakse välisläbimõõdu, seina paksuse, kvaliteedi, temperatuuri ja keevisliidete kvaliteediteguri põhjal.

K: Millist valemit kasutatakse töörõhu arvutamiseks?
Sirge toru siserõhu võrrand P=2 x S x E xt / (D - 2 x Y xt), kus S on lubatud pinge ja Y on austeniitse roostevaba terase puhul 0,4.

K: Kas suurem välisläbimõõt suurendab rõhku?
Ei. Konstantse seinapaksuse korral vähendab suurem välisläbimõõt survevõimet, kuna rõngaspinge mõjub suuremale läbimõõdule.

K: Kui suurt rõhukadu tuleks oodata 316 kraadi juures?
Ligikaudu 24 protsenti ümbritseva keskkonna reitingust, mis põhineb ligikaudsel parandusteguril 0,76. Täpne näitaja sõltub lubatud pingest projekteerimistemperatuuril.

K: Kas TP304 ja TP316 torude rõhk erineb?
Ainult nende lubatud pingeväärtuste kaudu projekteerimistemperatuuril. Kui need väärtused on identsed, on arvutatud rõhk identne.

K: Kas kasutada seina nimi- või minimaalset paksust?
Garanteeritud võimsus tuleks arvutada kehtiva tolerantsiga lubatud minimaalse seina põhjal, samas kui nominaalses võrdluses kasutatakse tavaliselt nimiseina.